Qu'est-ce qu'une chambre thermique et à quoi sert-elle ?

Comme nous le répétons souvent dans ces pages, les essais climatiques jouent un rôle fondamental pour garantir la qualité et la fiabilité des produits, à tous les niveaux et pour de nombreux secteurs d'activité.

Pour les tests de batteries et de stockage, découvrez la chambre de test de batteries FDM, conçue pour les tests en conditions contrôlées.

S'il fallait identifier un seul paramètre environnemental, le plus essentiel pour tester les produits et les matériaux, ce serait sans aucun doute la température.

Il n'existe pratiquement aucun produit ou matériau qui ne soit pas constamment soumis à des variations de température, ce qui affecte considérablement ses  performances et sa durabilité.

L'enceinte thermique est l'instrument de laboratoire indispensable pour réaliser des mesures de température. Aujourd'hui, nous allons examiner ce qu'est une enceinte thermique et à quoi elle sert.

Qu'est-ce qu'une caméra thermique ?

La chambre thermique fait partie de la famille plus large des chambres climatiques.

Les enceintes environnementales sont des instruments de laboratoire constitués d'un récipient hermétiquement scellé dans lequel une série de paramètres environnementaux peuvent être modifiés, ajustés et surveillés.

Presque toutes les chambres climatiques permettent de modifier deux paramètres fondamentaux : la température etl’humidité relative. D’autres types de chambres intègrent des instruments qui simulent les effets de la lumière solaire ou des précipitations environnementales.

En revanche, la chambre thermique ne permet de modifier qu'un seul paramètre environnemental : la température.

Cependant, à l'instar des chambres climatiques mieux équipées, la chambre environnementale permet également la réalisation d' essais statiques et dynamiques, comme nous le verrons prochainement.

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de résistance climatique

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À quoi sert une chambre thermique ?

La chambre thermique est utilisée pour réaliser une série de tests environnementaux sur des échantillons de produits et/ou de matériaux afin de vérifier leur comportement à certaines températures ou suite à des changements progressifs ou soudains.

Comme nous l'avons mentionné, il est difficile de citer un produit ou un matériau qui ne soit pas soumis à différentes températures tout au long de son cycle de vie. 

C’est pourquoi la chambre thermique est utilisée dans presque tous les secteurs industriels, pour des tests de température spécifiques.

Parmi ces secteurs, l'électronique, l'automobile, la construction, la pharmacie et l'agroalimentaire se distinguent particulièrement.

Ces industries dépendent des chambres thermiques pour tester et valider la résistance, la durabilité et les performances de leurs produits dans des conditions environnementales normales ou extrêmes.

Les tests en chambre thermique les plus courants 

Les chambres thermiques sont utilisées dans tous les tests où la température est le principal facteur à prendre en compte. 

Voici quelques-unes des plus courantes :

• Essais de cyclage thermique : Il s’agit des essais dynamiques mentionnés précédemment, c’est-à-dire des essais au cours desquels la température varie selon des cycles de régularité prédéfinie afin d’évaluer le comportement des produits et des matériaux dans un contexte environnemental variable. Nous les avons abordés ici.
• Tests de stabilité : Les tests de stabilité, quant à eux, constituent le test statique le plus courant. Essentiels notamment dans les secteurs pharmaceutique et agroalimentaire, ils permettent de déterminer des informations importantes sur un produit, telles que ses conditions de stockage, sa date de péremption, etc. Lire l’article ici.
• Essais de choc thermique : Enfin, les essais de choc thermique permettent d’identifier le comportement d’un matériau ou d’un produit soumis à un choc thermique, c’est-à-dire à une variation brutale de température. Voici un article détaillé à ce sujet.

Tous ces tests sont régis par une série de normes édictées par des organismes internationalement reconnus.

Les plus connues sont l' ISO, la CEI et l' ICH.

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La caméra thermique FDM

Depuis plus de 70 ans, FDM – Environmental Makers est un chef de file dans l’ des tests environnementaux.

Nos chambres thermiques sont équipées pour effectuer tous les tests de température décrits ci-dessus, qu'ils soient statiques ou dynamiques, grâce à deux systèmes différents : le stillFACE programmateur revoFACE pour les tests dynamiques.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• CEI 60068-2-1 — Essai A : Froid (essais à froid)
• IEC 60068-2-2 — Essai B : Chaleur sèche
• CEI 60068-2-14 — Essai N : Variation de température (cyclage thermique)
• Méthode 501.7 / 502.7 de la norme MIL-STD-810H — Essais de fonctionnement à haute et basse température
• ISO 16750-4 — Charges climatiques (domaine automobile)
• ASTM E145 — Spécification standard pour les fours à convection naturelle et à ventilation forcée

Sources faisant autorité

• IEC 60068-2-1 Froid.
• IEC 60068-2-2 Chaleur sèche.
• ASTM E145.

Foire aux questions sur les caméras thermiques

Quelle est la différence entre une chambre thermique, une chambre climatique et un poêle ?

L' enceinte thermique contrôle uniquement la température (généralement de -40 °C à +180 °C) sans l'humidité. L' enceinte climatique contrôle la température et l'humidité relative (généralement de 10 à 95 % RH). L' étuve de laboratoire fonctionne uniquement à une température supérieure à la température ambiante (+40 °C à +300 °C) sans refroidissement actif. Le choix dépend de l'application : enceinte thermique pour les cycles thermiques automobiles/électroniques, enceinte climatique pour la stabilité pharmaceutique ou étuve pour la cuisson/le séchage.

Plages de température typiques d'une chambre thermique ?

Trois grandes catégories : enceintes thermiques standard -40 °C/+180 °C (les plus courantes, pour les cycles thermiques industriels) ; enceintes thermiques étendues -70 °C/+180 °C (aérospatiale, militaire) ; enceintes thermiques rapides avec des vitesses de variation de 15 à 40 °C/min (choc thermique en enceinte unique). Pour des applications spécifiques : enceintes cryogéniques à -196 °C avec azote liquide, enceintes thermiques haute température à +300 °C pour composites et matériaux

Quelle est l'uniformité de température requise ?

Selon l'application : ±2 °C pour les enceintes thermiques industrielles standard (IEC 60068), ±1 °C pour les essais d'électronique de précision, ±0,5 °C pour les enceintes de stabilité pharmaceutique ICH Q1A, ±0,3 °C pour les enceintes d'étalonnage métrologique. L'uniformité est mesurée à l'aide de 9 à 27 points de mesure disposés en grille selon la norme IEC 60068-3-5, en régime permanent et avec charge utile.

Comment une chambre thermique est-elle certifiée ?

Le protocole de qualification IQ/OQ/PQ ( IQ/OQ/PQ ) comprend les étapes suivantes : IQ vérifie l’installation (certificats des matériaux et des composants) ; OQ réalise une cartographie thermique sous vide à l’aide de sondes étalonnées ACCREDIA ; PQ effectue une cartographie de la charge utile avec un profil de mission réel. Les certificats sont valides de 12 à 24 mois pour les applications GxP et de 36 mois pour les applications industrielles standard. Certains clients exigent également des essais environnementaux conformes à la norme ISO 17025, réalisés par un laboratoire accrédité.